JPH05192834A - 複合加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パンチヘッドとレーザヘッドをほぼ同一高さ
におき、機械の高さを抑え、オフセット量を小さく、ま
た、パンチング加工中はレーザ加工機におけるミラーな
どの光学系に振動を与えないようにした複合加工機を提
供することにある。 【構成】 ワークＷを垂直方向に保持したキャリッジ１
３Ｒ，１３Ｌを水平方向における一方向に移動自在に設
け、前記ワークＷの両側に相対向してパンチヘッド１７
とダイヘッド１９を上下動自在に設け、パンチヘッド１
７に装着されたパンチＰとダイヘッド１９に装着された
ダイＤとを協働して水平方向における他方向に移動せし
めて前記ワークＷにパンチング加工を行なう縦型パンチ
プレスからなり、前記パンチヘッド１７の水平方向の脇
に隣接して前記ワークＷにレーザ加工を行なう加工ヘッ
ド６９を備えたレーザヘッド４１を設けると共に、前記
加工ヘッド６９をパンチヘッド１７と独立して水平方向
における他方向に移動自在に設けてなることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワークを垂直方向に
保持した状態で、ワークにパンチング加工とレーザ加工
を行な得るようにした複合加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ワークを垂直方向に保持した状態
で、ワークを例えば水平方向における一方向に移動せし
め、また、ワークの両側に相対向して設けられたパンチ
ヘッドとダイヘッドとを同期して上下方向へ移動せしめ
ると共に、パンチヘッドに装着されたパンチと、ダイヘ
ッドに装着されたダイとを、水平方向における他方向へ
協働して移動せしめることによって、ワークにパンチン
グ加工、特に成形加工を行なう縦型パンチプレスが考え
られている。

【０００３】この縦型パンチプレスで、ワークに成形加
工を行なった後に、トリミングなどにレーザ加工が必要
なため、前記縦型パンチプレスにレーザ発振器を取付け
て複合加工機として考える必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記縦型パンチプレス
にレーザ発振器を取付けて複合加工機を考える場合に、
レーザ光路系は、ミラーなどの精密部品を装備している
ため、極端に振動を嫌い、振動源であるパンチヘッドと
結合したまゝパンチング加工すると、例えばミラーのア
ライメントが狂ってしまう可能性がある。

【０００５】また、縦型パンチプレスの場合、パンチヘ
ッドの上下方向にレーザヘッドを配置すると、機械の高
さ方向が高くなり、作業者に威圧感を与える可能性があ
る。

【０００６】さらに、レーザヘッドとパンチヘッドにオ
フセット量があると、そのオフセット量分だけワークテ
ーブルの移動量が増え、機械の大きさが大きくなる欠点
がある。

【０００７】この発明の目的は、上記欠点に鑑み、パン
チヘッドとレーザヘッドをほぼ同一高さにおき、機械の
高さをおさえ、オフセット量を小さくし、また、パンチ
ング加工中はレーザ加工機におけるミラーなどの光学系
に振動を与えないようにした複合加工機を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ワークを垂直方向に保持したキャリッ
ジを水平方向における一方向に移動自在に設け、前記ワ
ークの両側に相対向してパンチヘッドとダイヘッドを上
下動自在に設け、パンチヘッドに装着されたパンチとダ
イヘッドに装着されたダイとを協働して水平方向におけ
る他方向に移動せしめて前記ワークにパンチング加工を
行なう縦型パンチプレスからなり、前記パンチヘッドの
水平方向の脇に隣接して前記ワークにレーザ加工を行な
う加工ヘッドを備えたレーザヘッドを設けると共に、前
記加工ヘッドをパンチヘッドと独立して水平方向におけ
る他方向に移動自在に設けて複合加工機を構成した。

【０００９】前記複合加工機において、前記レーザヘッ
ドに、両方向に移動自在な位置決め部材を備えた位置決
め装置を設け、前記位置決め部材の移動により位置決め
部材を固定するロック部材を、前記パンチヘッド、加工
ヘッドのそれぞれに設けてなることが望ましいものであ
る。

【００１０】

【作用】この発明の複合加工機を採用することにより、
キャリッジにワークを垂直方向に保持せしめる。このワ
ークを垂直方向に保持したキャリッジを水平方向におけ
る一方向例えばＸ軸方向に移動せしめる。ワークの両側
に相対向して設けられたパンチヘッドとダイヘッドとを
同期して上下方向例えばＹ軸方向へ移動せしめると共
に、パンチヘッドに装着されたパンチと、ダイヘッドに
装着されたダイとを水平方向における他方向例えばＺ軸
方向に協働して移動せしめることによって、垂直方向に
保持されたワークにパンチング加工が行なわれる。

【００１１】前記ワークにレーザ加工を行なう場合に
は、パンチヘッドの水平方向の脇に隣接して設けられた
レーザヘッドの加工ヘッドからワークへ向けてレーザビ
ームを照射せしめることによって、ワークにレーザ加工
が行なわれる。

【００１２】前記パンチング加工を行なう場合には、レ
ーザヘッドに設けられた位置決め装置の位置決め部材
を、加工ヘッドのロック部材にロックせしめることによ
って、加工ヘッドをパンチヘッドから切離して行なわれ
る。また、レーザ加工を行なう場合には、レーザ加工ヘ
ッドに設けられた位置決め装置の位置決め部材を、パン
チヘッドに設けられたロック部材にロックせしめて、加
工ヘッドをパンチヘッドに一体化せしめて行なわれる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１４】図５を参照するに、複合加工機１は、矩形
形状のベース３を備えており、Ｘ軸方向（図５において
左右方向）における中央部よりやゝ右側には門型フレー
ム５が立設されている。この門型フレーム５は、下部フ
レーム５Ｄと、この下部フレーム５Ｄの左右側に立設さ
れたサイドフレーム５Ｒ，５Ｌと、このサイドフレーム
５Ｒ，５Ｌの上部に設けられた上部フレーム５Ｕとで構
成されている。

【００１５】前記門型フレーム５における上、下部フレ
ーム５Ｕ，５Ｄの前側におけるベース３上にはＣ型形状
の前フレーム７Ｆが設けられていると共に、上、下部フ
レーム５Ｕ，５Ｄの後側におけるベース３上にはＣ型形
状の後フレーム７Ｂが設けられている。この前、後フレ
ーム７Ｆ，７Ｂの右側面（図５において前面）には複数
の平行なガイドレール９がＸ軸方向へ延伸して設けられ
ている。

【００１６】このガイドレール９には、複数の平行なロ
ッド１１で接近離反自在に設けられた左キャレッジ１３
Ｌと右キャレッジ１３ＲとがＸ軸方向へ移動自在に設け
られている。この左、右キャレッジ１３Ｌ，１３Ｒは例
えば駆動モータ、ボールねじなどによってＸ軸方向に沿
って門型フレーム５におけるサイドフレーム５Ｌと５Ｒ
とに形成されたギャップ５Ｇ間を移動されるものである
と共に、接近離反されるようになっているものである。
また、左、右キャレッジ１３Ｌ，１３Ｒの上、下には複
数のワーククランプ１５が設けられており、このワーク
クランプ１５でワークＷが垂直方向に保持されるもので
ある。

【００１７】前記門型フレーム５におけるサイドフレー
ム５Ｒ，５Ｌにはそれぞれパンチヘッド１７、ダイヘッ
ド１９が上部フレーム５Ｕに取付けられた上下駆動モー
タ２１，２３によってＹ軸方向（図５において上下方
向）へ移動されるようになっている。

【００１８】前記後フレーム７Ｂの図５において前側に
はパンチＰ、ダイＤを複数ストックしてあるツールマガ
ジン２５が設けられていると共に、ツールマガジン２５
の左側すなわち門型フレーム５におけるサイドフレーム
５Ｒ側にはパンチＰ、ダイＤを自動交換するためのチェ
ンジャ２７が設けられている。また、前記右キャレッジ
１３Ｒ上には金型反転装置２９が設けられていて、パン
チＰ、ダイＤを交換可能なように反転可能になってい
る。しかも、前記ツールマガジン２５内には、駆動モー
タ３１によってそれぞれ平行して駆動される図示省略の
２個のチェーンと、このチェーンに設けられた多数のフ
ックと、このフックに取付けられたパンチＰ、ダイＤが
備えられている。

【００１９】上記構成により、ツールマガジン２５に収
容されたパンチＰ、ダイＤから交換すべきパンチＰ、ダ
イＤをチェンジャ２７で受け取り、前記金型反転装置２
９へ供給すると共に、また、金型反転装置２９からチェ
ンジャ２７を介してツールマガジン２５へ入れ換えされ
ることになる。この金型反転装置２９とパンチヘッド１
７、ダイヘッド１９との間でパンチＰ、ダイＤの交換が
行なわれることになる。

【００２０】前記門型フレーム５の後側における左側に
は支持台３３が立設されており、この支持台３３上には
レーザ発振器３５が設けられている。このレーザ発振器
３５の前方にはベンドミラー３７が設けられていると共
に、門型フレーム５におけるサイドフレーム５Ｒには別
のベンドミラー３９が設けられている。また、前記パン
チヘッド１７における水平方向の後側には詳細を後述す
るレーザヘッド４１が設けられている。

【００２１】上記構成により、レーザ発振器３５で発振
されたレーザビームＬＢはベンドミラー３７，３９を経
てレーザヘッド４１に到達されることになる。

【００２２】図４を参照するに、門型フレーム５におけ
る上部フレーム５Ｕには取付フレーム４３によって前記
上下駆動モータ２１，２３が取付けられている。この上
下駆動モータ２１，２３には出力軸を介してＹ軸方向へ
延伸したボールねじ４５が連動連結されている。このボ
ールねじ４５は門型フレーム５における上部、下部フレ
ーム５Ｕ，５Ｄに取付けられた軸受４７間に回転自在に
支承されている。しかも、ボールねじ４５にはナット部
材４９が螺合されており、この各ナット部材４９は前記
パンチヘッド１７，１９に一体化されている。

【００２３】また、前記門型フレーム５における上部フ
レーム５Ｕと下部フレーム５Ｄとの間には図１および図
２を併せて参照するに、Ｙ軸方向へ延伸したガイドレー
ル５１が設けられており、このガイドレール５１には複
数のガイド部材５３を介して前記パンチヘッド１７、ダ
イヘッド１９が装着されたプレート５５が設けられてい
る。

【００２４】上記構成により、上下駆動モータ２１，２
３を駆動せしめると、出力軸を介してボールねじ５１が
回転される。このボールねじ５１の回転によりナット部
材４９を介してパンチヘッド１７、ダイヘッド１９がＹ
軸方向へ移動されることになる。この際、パンチヘッド
１７、ダイヘッド１９が装着されたプレート５５がガイ
ドレール５１に案内されながらＹ軸方向へ移動するの
で、パンチヘッド１７、ダイヘッド１９はスムーズにＹ
軸方向へ移動されることとなる。

【００２５】前記パンチヘッド１７、ダイヘッド１９内
には流体シリンダが備えられていて、図示省略の流体源
より油圧パイプ５７を介して流体シリンダに流体を供
給、排出することによって、パンチヘッド１７、ダイヘ
ッド１９に装着されたパンチＰ、ダイＤがＺ軸方向（図
４において左右方向）へ往復移動されてワークＷにパン
チング加工特に成形加工が行なわれることになる。

【００２６】前記パンチヘッド１７が装着されたプレー
ト５５には、図１および図２に示されているように、角
穴５７が形成されており、この角穴５７内には前記レー
ザヘッド４１が設けられている。前記角穴５７とレーザ
ヘッド４１の間の隙間にはウレタンゴムなどからなるダ
ンパー５９が介在されていて、レーザヘッド４１とパン
チヘッド１７とは完全に別体構造となっている。

【００２７】また、レーザヘッド４１には図２に示され
ているように、複数のガイド部材６１が設けられてお
り、このガイド部材６１が前記ガイドレール５１に嵌合
されている。したがって、ガイド部材６１と前記ガイド
部材５３とは同じガイドレール５１を走り、相方の真直
が狂わないようになっている。

【００２８】前記レーザヘッド４１には、図１および図
２に示されているように、位置決め装置としての複動シ
リンダ６３が取付けられており、この複動シリンダ６３
のシリンダピストンの両側のロッドが位置決め部材とし
てのショットピン６５Ａ，６５Ｂとなっている。

【００２９】前記プレート５５の図１において下部に
は、ロック部材６７が設けられていて、このロック部材
６７には、前記ショットピン６５Ａが係合する凹部が形
成されている。また、レーザヘッド４１にはＺ軸方向
（図１において上下方向）へ移動自在な加工ヘッド６９
が装着されている。この加工ヘッド６９の一部には、前
記ショットピン６５Ｂが係合するロック部材となる凹部
が形成されている。

【００３０】前記加工ヘッド６９の軸心と前記パンチヘ
ッド１７の軸心とは、図２に示されているように、オフ
セットαだけ水平方向のＸ軸方向に離隔して別体構造と
して配置されている。

【００３１】上記構成により、ワークＷにパンチング加
工を行なうときには、複動シリンダ６３を作動させてシ
ョットピン６５Ｂを加工ヘッド６９の凹部に係合させる
ことにより、加工ヘッド６９がレーザヘッド４１に固定
される。しかも、このとき、パンチング加工につれて、
パンチヘッド１７はボールねじ４５により位置決めされ
ると共に、レーザヘッド４１もダンパー５９により、あ
る程度同期して移動される。

【００３２】ワークＷにレーザ加工を行なうときには、
複動シリンダ６３を作動させてショットピン６５Ａをプ
レート５５に設けられたロック部材６７の凹部に係合さ
せることにより、プレート５５とレーザヘッド４１とは
一体化される。すなわち、パンチヘッド１７と加工ヘッ
ド６９とが一体化されることになる。

【００３３】前記レーザヘッド４１内には、図３に示さ
れているように、複数のガイド部材７１を介してＺ軸ス
ライダ７３がＺ軸方向（図３において左右方向）へ移動
自在に設けられている。このＺ軸スライダ７３の図３に
おいて右側壁には前記ベンドミラー３９を備えたベンド
ミラー装置７５が取付けられている。このベンドミラー
装置７５の図３において上側には、図５に示されている
ベンドミラー３７と接続すべく伸縮自在なレーザ光外導
管７７が設けられている。また、ベンドミラー装置７５
のベンドミラー３９から加工ヘッド６９にレーザビーム
ＬＢを導くためのレーザ内光導管７９が前記Ｚ軸スライ
ダ７３に挿通されている。

【００３４】前記Ｚ軸スライダ７３にはナット部材８１
が取付けられており、このナット部材８１はＺ軸方向へ
延伸したボールねじ８３に螺合されている。このボール
ねじ８３およびボールねじ８３に連動連結された駆動モ
ータ８５が前記レーザヘッド４１の後端（図３において
右側端）に取付けられている。前記駆動モータ８５には
エンコーダ８７が備えられている。

【００３５】上記構成により、駆動モータ８５を駆動せ
しめるとボールねじ８３が回転される。このボールねじ
８３の回転によりナット部材８１を介してＺ軸スライダ
７３がレーザヘッド４１に対してＺ軸方向へ移動され
る。すなわち、Ｚ軸スライダ７３の先端に取付けられて
いる加工ヘッド６９が、図３に示されているごとくＺ軸
ストロークβだけ図３において左側へ移動した位置にお
いて、ワークＷにレーザビームＬＢを照射せしめてレー
ザ加工が行なわれることになる。

【００３６】このように、複合加工機１において、パン
チヘッド１７の水平方向のＸ軸方向にオフセットαだけ
離隔した位置に加工ヘッド６９が別体構造として配置さ
れている。また、パンチング加工時には加工ヘッド６９
をレーザヘッド４１に固定して振動を抑え、レーザ加工
時にはパンチヘッド１７のプレート５５にレーザヘッド
４１を固定し、トリミングなどのレーザ加工が行な得る
構造となっている。

【００３７】したがって、パンチング加工特に成形加工
と、レーザ加工を行なうことができると共に、パンチン
グ加工時の振動を加工ヘッド６９を装着したレーザヘッ
ド４１に振動を与えないようにしてあるから、ベンドミ
ラーなどの光学部品系の損傷並びにミラーのアライメン
ト狂いを防止することができる。また、パンチヘッド１
７に対して加工ヘッド６９が隣接して水平方向に配置さ
れていると共に、オフセット量を小さくしてあるから、
機械高さを高くすることなく抑えることができる。

【００３８】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜の変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。

【００３９】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この発明によれば、特許請求の範囲に記載さ
れたとおりの構成であるから、パンチヘッドに対してレ
ーザヘッドに装着された加工ヘッドが水平方向における
同一高さの離隔した位置に配置されると共に、オフセッ
ト量を小さくしてあるので、機械の高さを高くすること
なく抑えることができる。

【００４０】また、パンチング加工中は、レーザヘッド
における加工ヘッドに振動を与えないようにしてあるか
ら、ミラーなどの光学部品の損傷並びミラーのアライメ
ント狂いを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の主要部を示し、図４におけるＩ−Ｉ
線に沿った矢視図である。

【図２】図１におけるII矢視図である。

【図３】図２における III−III 線に沿った断面図であ
る。

【図４】図５に示してある門型フレームの拡大断面図で
ある。

【図５】この発明を実施する一実施例の複合加工機の斜
視図である。

【符号の説明】

１ 複合加工機 ５ 門型フレーム １７Ｆ，１７Ｂ 前、後フレーム １３Ｒ，１３Ｌ 右、左キャレッジ １７ パンチヘッド １９ ダイヘッド ４１ レーザヘッド ５５ プレート ５７ 角穴 ６３ 複動シリンダ（位置決め装置） ６５Ａ，６５Ｂ ショットピン（位置決め部材） ６７ ロック部材 ６９ 加工ヘッド ７３ Ｚ軸スライダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを垂直方向に保持したキャリッジ
   を水平方向における一方向に移動自在に設け、前記ワー
   クの両側に相対向してパンチヘッドとダイヘッドを上下
   動自在に設け、パンチヘッドに装着されたパンチとダイ
   ヘッドに装着されたダイとを協働して水平方向における
   他方向に移動せしめて前記ワークにパンチング加工を行
   なう縦型パンチプレスからなり、前記パンチヘッドの水
   平方向の脇に隣接して前記ワークにレーザ加工を行なう
   加工ヘッドを備えたレーザヘッドを設けると共に、前記
   加工ヘッドをパンチヘッドと独立して水平方向における
   他方向に移動自在に設けてなることを特徴とする複合加
   工機。
2. 【請求項２】 前記レーザヘッドに、両方向に移動自在
   な位置決め部材を備えた位置決め装置を設け、前記位置
   決め部材の移動により位置決め部材を固定するロック部
   材を、前記パンチヘッド、加工ヘッドのそれぞれに設け
   てなることを特徴とする請求項１記載の複合加工機。